第一節 電工學基礎

一、直流電路

(一)電路和電流

1．電路

電流所流過的路徑叫做電路。為了繪圖方便和便於分析，國家規定了各種電氣元件的圖形符號，用圖形符號畫成的圖稱為電路圖(如圖5-1)。電路一般是由電源、負載、連接導線和控制設備四個基本部分組成。

2．電流

電荷有規則的定向移動稱為電流。電流的強弱用電流強度表示，其符號為，，為了敘述上的方便，人們把電流強度簡稱為電流。對於恆定電流來說，若以Q表示在時間t內通過導體截面上的總電量，則電流強度I可用下式表示：

式中：I一——電流強度，單位為安培(A)；

Q——電量，單位為庫侖(C)；

f——時問，單位為秒(s)。

電流分交流電流和直流電流兩大類。凡方向不隨時間變化的電流稱為直流電流，而大小和方向都不隨時間變化的電流稱為穩恆電流；凡大小和方向都隨時問變化的電流稱為交流電流。

(二)電壓、電位和電動勢

1．電壓

電壓又稱電壓差，是衡量電場力做功大小的物理量，用u表示，其大小為電場力將電荷從A點移到B點所做的功WAB。和電量q的比值：

電壓不但有大小而且有方向。電壓總是對電路中的兩點而言，因而用雙下標表示，其中前一個下標代表正電荷運動的起點，後一個下標表示正電荷運動的終點，電壓的方向則由起點指向終點。在電路圖中，電壓的方向也稱做電壓的極性，用“+、-”兩個符號表示。

2．電位

電路中某點相對於參考點的電壓稱為該點的電位，單位為伏特，用V表示。

參考點的電位規定為零電位。通常選用大地為參考點，在電子儀器中，常把金屬機殼或電路的公共接點作為參考點。電壓的大小和參考點的位置無關。

電路中a、b兩點間的電位之差，稱為該兩點的電位差(電壓)，即

Uab = Ua - Ub

3．電動勢

電源的電動勢指電源力移送單位正電荷從負極到正極的過程中所做的功，用E表示，即：

對於一個電源來說，在外部不接負載時，電源兩端電壓大小等於電源電動勢的大小，但方向相反。

(三)電能和電功率

1．電能

在電路中，電荷只是一種轉換和傳輸能量的媒介物，電荷本身並不產生或消耗任何能量。通常所說的用電，就是指取用電荷所攜帶的能量。

在時間t內，外電路取用的電能表示為：

WL = Ua = UIt

2．電功率

在某段時間內，電路中產生或損耗的電能與該段時問的比稱為電功率，用字母P表示：

式中：P——電功率，w。

(四)電阻和歐姆定律

1．電阻

電阻是反映導體對電流起阻礙作用大小的一個物理量，用字母R或r表示。單位是歐姆，簡稱歐，用字母Ω表示。導體的電阻是客觀存在的，即使沒有加上電壓，導體仍然有電阻。導體的電阻取決於材料的性質、幾何尺寸和導體的溫度等因素。某些感溫火災探測器就是利用電阻的這一特性設計的。

當導體兩端的電壓是1伏特，導體內通過的電流是l安培時，這段導體的電阻就是1歐姆：

2．歐姆定律

(1)一段電路的歐姆定律

一段均勻電路的歐姆定律可表示為：

UAB=IR

(2)全電路歐姆定律

全電路就是含電源的閉合的直流電路，圖5-2表示一個簡單的全電路。全電路歐姆定律表示：在一個閉合電路中，電流強度與電源電動勢成正比，與整個電路的電阻成反比。

全電路歐姆定律的數字表達式為：

式中：I——電源的端電壓；

r——電源內部的電壓降。

(五)串並聯電路

1．串聯電路

(1)串聯電路的含義

串聯電路是指把幾個導體元件依次首尾相連的方式。串聯電路的基本特徵是隻有一條支路，電流依次通過每一個組成元件，如圖5-3所示。

(2)串聯電路的特點

串聯電路有如下特點：

①流過每個電阻的電流相等；

②總電壓(串聯電路兩端的電壓)等於分電壓(每個電阻兩端的電壓)之和，

即U=U1+ U2+…+Un

③總電阻等於分電阻之和，

即 R=R1+U2+…+Rn

④各電阻分得的電壓與其阻值成正比；

⑤各電阻分得的功率與其阻值成正比。

串聯電路的開關在任何位置都能控制整個電路，即其作用與所在的位置無關。串聯電路只要有某一處斷開，整個電路就成為斷路，即所相串聯的電子元件不能正常工作。在串聯電路中，電流只有一條通路，經過一盞燈的電流一定經過另一盞燈。如果熄滅一盞燈，另一盞燈一定熄滅。在一個電路中，若想用一個開關控制所有電路，即可使用串聯電路。

2．並聯電路

(1)並聯電路的含義

並聯電路是指在電路中，把幾個元件的一端連在一起，另一端也連在一起，然後把兩端接入電路的方式，如圖5_4所示。

(2)並聯電路的特點

並聯電路有如下特點：

①電路有若干條通路；

②幹路開關控制所有的用電器，支路開關控制所在支路的用電器；

③各用電器相互無影響；

④並聯電路中，每一元件兩端的電壓u都是相同的；

⑤總電阻R與所有元件電阻的關係為：

1／R=1／Rl+1／R2+…+1／Rn

並聯電路可將一個用電器獨立完成工作，一般家庭用的電燈、電視、空調以及其他電器用品均是以並聯方式連接的。並聯電路各處電流加起來等於總電流，由此可見，並聯電路中電流消耗大。

(六)電流的熱效應

電流通過導體會產生熱，這種現象稱為電流的熱效應。電流通過導體時，克服導體電阻的阻礙作用而對電阻做功，促使導體分子的熱運動加劇，從而將電能變成熱能，使導體的溫度升高。

電流流過導體產生的熱量，與電流強度的平方、導體的電阻及通電時問成正比，稱為焦耳-楞次定律。可用式5—9表示：

Q=I2Rt

(5—9)

式中：Q一電阻產生的熱量，J。

利用電流能使導體發熱的特點，人們發明製造了白熾燈、電熱毯、電焊及電路中的熔斷絲等。但是電流的熱效應也有不利的一面，如電氣設備中導線都有一定電阻，在通電時電氣設備的溫度就會升高。如果溫度太高，會加速絕緣材料的老化變質，如橡皮硬化，絕緣紙、紗帶燒焦，漆包線的漆層脫落等，因而引起漏電或線圈短路，甚至引發火災，燒壞設備。

二、交流電

大小和方向隨時間作週期性變化的電動勢、電壓和電流分別稱為交變電動勢、交變電壓和交變電流，統稱為交流電。

人們常在平面直角座標系中用圖形表示電壓、電流、電動勢隨時間的變化規律，這種圖形成為波形圖。如圖5．5所示。

交流電又分為正弦交流電和非正弦交流電。凡是按正弦規律變化的電流(電壓、電動勢)稱為正弦交流電，如圖5-5(C)所示。在正弦交流電作用下的電路稱為正弦交流電路。按其他規律變化的交流電稱為非正弦交流電，如圖5-5(b)、(d)為其中兩種。

(一)交流電的週期、頻率和角頻率

1．週期

正弦量變化一次所需的時間(s)稱為週期T。

2．頻率

交流電每秒內變化的次數稱為頻率f，單位是赫茲(Hz)。頻率是週期的倒數，即：

在我國和大多數國家都採用50Hz作為電力標準頻率，習慣上稱為工頻。

3．角頻率

角頻率是指交流電在1s內變化的電角度。若交流電1s內變化了F次，則可得角頻率與頻率的關係式為：

1．瞬時值

交流電在某一時刻的大小稱為交流電的瞬時值。

2．最大值

最大的瞬時值(包括正負)，稱為最大值，也稱為幅值，其表徵交流電的變化範圍。

3．有效值

交流電的有效值是根據它的熱效應確定的。交流電流i通過電阻R在一個週期內所產生的熱量和直流電流I通過同一電阻R在相同時間內所產生的熱量相等，則這個直流電流，的數值叫做交流電流i的有效值。

通常所說交流電的大小是指它們的有效值。交流電流表、交流電壓表的讀數指的是有效值；交流電器銘牌上的額定電流、額定電壓或電動勢的數值如無特別說明，均指有效值。通常說市電的電壓是220V，就是說它的有效值為220V。

三、常用電工儀表

在建築消防設施的管理中，電工儀表起著十分重要的作用。電路中電壓的高低、電流的強弱、電阻的大小等，都需要用電工儀表來測量。電工儀表按用途分類，有電壓表、電流表、功率表等。

(一)電壓表

測量電路電壓的儀表叫做電壓表，也稱為伏特表，一般在錶盤上注有符號“V”的字樣，標尺上的數字表明它的最大量限。當測量低於IV的電壓時，用以毫伏作單位的電壓表，叫做毫伏表，錶盤上注有符號“mv”的字樣。當測量高於l000V的電壓時，用以千伏作單位的電壓表，叫做千伏表，錶盤上注有符號“kv”的字樣。電壓表有交流和直流的區別，但它們的接線方法都是與被測量的電路並聯。

1．電壓表的連接方式 。

在並聯電路中，要測哪一個元件或哪一段電路兩端的電壓，就將電壓表並聯在這個元件或這段電路兩端。這樣連接的原理是，並聯電路中各支路兩端的電壓相等。電壓表的示數即為與之並聯部分的待測電壓。如果將電壓表串聯在某一電路中，那就相當於把電壓表接入電路中的某一點，而某一點是不存在電壓的。

2．電壓表“+”、“一”接線柱的連接

讓電流從“+”接線柱流進電壓表，從“一”接線柱流出電壓表。電壓表的零刻度通常也在錶盤左側，且電壓表指針的偏轉方向與通過其中的電流方向密切相關。如果將+、一接線柱接反，將使電壓表指針反偏，造成碰彎指針等損壞電壓表的事故。

3．電壓表量程的選擇

電壓表的量程，就是電壓表所能測量的電壓的最大值，待測電壓值不能超過電壓表的量程，並且儘量使讀數準確。待測電壓值如果超過電壓表量程，容易燒壞電壓表。所以，在用電壓表測電壓之前，應對待測電壓值進行估計，無法估計則採用試觸法。在不超過量程的前提下，用量程越小的電壓表測量準確度越高。電壓表可以直接並接在電源兩極上。這一點與電流表不同，應加以區別。因為電源是提供電壓的裝置，電源的兩極總是維持一定的電壓，當電壓表直接與電源並接時，電壓表的示數就是電源提供的電壓。

4．電壓表的示數讀取

電壓表使用前要調零，即在接入電壓表之前，檢查其指針是否對齊錶盤上的“0”刻度，若有偏差，應調節錶盤上的調零旋鈕，使指針指零刻度；查清電壓表的量程和對應的準確度；讀取電壓示數時，應待指針穩定後再行讀取，注意表示出準確度和估計位，同時寫出正確的電壓單位。

(二)電流表

電流表(又稱安培表)是測量電流強度的儀表。一般在錶盤上注有符號“A”的字樣，標尺上的數字表明它的最大量限。當測量低於1A的電流時，用以mA作單位的電流表，叫做毫安表，錶盤上注有符號“mA”的字樣。當測量高於l000A的電流時，用以kA作單位的電流表，叫做千安表，錶盤上注有符號“kA”的字樣。電流表也有交流和直流的區別，但它們的接線方法都是與被測量的電路串聯。

電流表根據電流種類而分為直流表、交流表和交直流兩用表等三種。

1．電流表的使用方法

電流表一定要串聯在電路中。電流表的“+”“一”接線柱接法要正確，將電流表接在電路中，必須使電流從“+”接線柱流入電流表，從“一”接線柱流出來，如果反接了，電流表指針將反向偏轉，電流的大小將無法測出還有可能打壞電流表指針。被測電流不要超過電流表的量程。當補測電流超過電流表的量程時不僅測不出電流值，電流表的指針還會被打彎，甚至可能燒壞電流表。

2．電流表的量程和讀取

根據所使用的量程確認刻度盤上每一大格和小格各表示的電流值。用0—0．6A量程時，每大格是O．2A，每小格是0．02A，用0～3A時，每大格是lA，每小格是0．1A。電流表的所測電流值等於大格的電流值加上小格的格數乘以每小格所表示的電流值。讀數時應使視線與刻度面垂直。

(三)萬用表

萬用表是電子測量中最常用的工具，它能測量電流、電壓、電阻，有的還可以測量三極管的放大倍數，頻率、電容值、分貝值等，具有用途多、量程廣、使用方便等優點。

1．萬用表的工作原理

萬用表的基本原理是利用一隻靈敏的磁電式直流電流表(微安表)做表頭。當微小電流通過表頭，就會有電流指示。但表頭不能通過大電流，所以必須在表頭上並聯與串聯一些電阻進行分流或降壓，從而測出電路中的電流、電壓和電阻。

萬用表的直流電流擋是多量程的直流電壓表。表頭並聯閉路式分壓電阻即可擴大其電壓量程。同樣表頭串聯分壓電阻即可擴大其電壓量程。分壓電阻不同，相應的量程也不同。

萬用表的表頭為磁電系測量機構，它只能通過直流電，利用二極管將交流電變為直流電，從而實現交流電的測量。

在電流接法的基礎上，加上電池，分電阻和波段開關，就構成了一個歐姆表。

2．萬用表測量電阻

先將表棒搭在一起短路，使指針向右偏轉，隨即調整“Q”調零旋鈕，使指針恰好指到0。然後將兩根表棒分別接觸被測電阻或電路兩端，讀出指針在歐姆刻度線(第一條線)上的讀數，再乘以該擋標的數字，就是所測電阻的阻值。例如用R X l00擋測量電阻，指針指在80，則所測得的電阻值為80×100=8k0。由於“Q”刻度線左部讀數較密，難於看準，所以測量時應選擇適當的歐姆擋，使指針在刻度線的中部或右部，這樣讀數比較清楚準確。每次換擋，都應重新將兩根表棒短接，重新調整指針到零位，才能測準。

3．萬用表測量直流電壓

首先估計一下被測電壓的大小，然後將轉換開關撥至適當的V量程，將正表棒接被測電壓“+”端，負表棒接被測量電壓“一”端。然後根據該擋量程數字與標直流符號“DC一”刻度線(第二條線)上的指針所指數字，來讀出被測電壓的大小。如用V300伏擋測量，可以直接讀0—300的指示數值。如用V30伏擋測量，只需將刻度線上300這個數字去掉一個“0”，看成是30，再依次把200、100等數字看成是20、10既可直接讀出指針指示數值。例如用V6伏擋測量直流電壓，指針指在15，則所測得電壓為1．5V。

4．萬用表測量直流電流

先估計一下被測電流的大小，然後將轉換開關撥至合適的mA量程，再把萬用表串接在電路中。同時觀察標有直流符號“DC”的刻度線，如電流量程選在3mA擋，這時，應把表面刻度線上300的數字，去掉兩個“0”，看成3，又依次把200、100看成是2、l，這樣就可以讀出被測電流數值。例如用直流3mA擋測量直流電流，指針在100，則電流為1mA。

5．萬用表測量交流電壓

測交流電壓的方法與測量直流電壓相似，所不同的是因交流電沒有正、負之分，所以測量交流時，表棒也就不需分正、負。讀數方法與上述的測量直流電壓的讀法一樣，只是數字應看標有交流符號“AC”的刻度線上的指針位置。

6．萬用表使用注意事項

(1)測量電流與電壓不能旋錯擋位。如果誤將電阻擋或電流擋去測電壓，就極易燒壞電錶。萬用表不用時，最好將擋位旋至交流電壓最高擋，避免因使用不當而損壞。

(2)測量直流電壓和直流電流時，注意“+”“一”極性，不要接錯。如發現指針開始反轉，既應立即調換表棒，以免損壞指針及表頭。

(3)如果不知道被測電壓或電流的大小，應先用最高擋，而後再選用合適的擋位來測試，以免錶針偏轉過度而損壞表頭。所選用的擋位愈靠近被測值，測量的數值就愈準確。

(4)測量電阻時，不要用手觸及元件的裸體的兩端或兩支表棒的金屬部分，以免人體電阻與被測電阻並聯，使測量結果不準確。

(5)測量電阻時，如將兩支表棒短接，調“零歐姆”旋鈕至最大，指針仍然達不到0點，這種現象通常是由於表內電池電壓不足造成的，應換上新電池方能準確測量。

(6)萬用表不用時，不要旋在電阻擋，因為內有電池，如不小心易使兩根表棒相碰短路，不僅耗費電池，嚴重時甚至會損壞表頭。

第二節 電氣防火

由於電氣方面原因產生火源而引起火災，稱為電氣火災。為了抑制電氣火源的產生而採取的各種技術措施和安全管理措施，稱為電氣防火。

導致電氣火災的有許多，如過載、短路、接觸不良、電弧火花、漏電、雷電或靜電等都能引起火災。從電氣防火角度看，電氣火災大都是因電氣線路和設備的安裝或使用不當、電器產品質量差、雷擊或靜電以及管理不善等造成的。

一、過載

過載是指電氣設備和電氣線路在運行中超過安全載流量或額定值。過載使導體中的電能轉變成熱能，當導體和絕緣物局部過熱，達到一定溫度時，就會引起火災。

(一)造成過載的原因

造成過載的主要原因有：

(1)設計、安裝時選型不正確，使電氣設備的額定容量小於實際負載容量。

(2)設備或導線隨意裝接，增加負荷，造成超載運行。

(3)檢修、維護不及時，使設備或導線長期處於帶病運行狀態。

(二)防止過載的措施

通常防止過載的措施主要有：

(1)低壓配電裝置不能超負荷運行，其電壓、電流指示值應在正常範圍。

(2)正確選用和安裝過載保護裝置。

(3)電開關和插座應選用合格產品，並不能超負荷使用。

(4)正確選用不同規格的電線電纜，要根據使用負荷正確選擇導線的截面。

(5)對於需用電動機的場合，要正確選型，避免“小馬拉大車”導致過載。

二、短路、電弧和火花

短路是電氣設備最嚴重的一種故障狀態。相線與相線，相線與零線(或地線)在某一點相碰或相接，引起電器迴路中電流突然增大的現象，稱為短路。

短路時，在短路點或導線連接鬆動的電氣接頭處，會產生電弧或火花。電弧溫度很高，可達6000℃以上，不但可引燃它本身的絕緣材料，還可將它附近的可燃材料、蒸氣和粉塵引燃。電弧還可能由於接地裝置不良或電氣設備與接地裝置問距過小，過電壓時擊穿空氣引起。切斷或接通大電流電路時，或大截面熔斷器熔斷時，也能產生電弧。

(一)造成短路的原因

造成短路的主要原因有：

(1)電氣設備的使用和安裝與使用環境不符，致使其絕緣在高溫、潮溼、酸鹼環境條件下受到破壞

(2)電氣設備使用時間過長，超過使用壽命，致使絕緣老化或受損脫落。

(3)金屬等導電物質或鼠、蛇等小動物，跨越在輸電裸線的兩線之問或相對地之間。

(4)電導線由於拖拉、摩擦、擠壓、長期接觸尖硬物體等，絕緣層造成機械損傷。

(5)過電壓使絕緣層擊穿。

(6)錯誤操作或把電源投向故障線路。

(7)惡劣天氣，如大風暴雨造成線路金屬性連接。

(二)防止短路的措施

通常防止短路的措施主要有：

(1)電氣線路應選用絕緣線纜。在高溫、潮溼、酸鹼條件下，應選用適應相應環境的防溼、防熱、耐火或防腐線纜類型和保護附件。例如高溫場所應以石棉、玻璃絲、瓷珠、雲母等做成耐熱配線；三、四級耐火等級建築悶頂內的電線應用金屬管配線或帶有金屬保護的絕緣導線；明敷於潮溼場所的線管應採用水煤氣鋼管等等。

(2)確保電氣線路的安裝施工質量和加強日常安全檢查，注意電氣線路的線問、線與其他物體間保持一定安全間距，並防止導線機械性損傷導致絕緣性能降低。例如室內明敷導線穿過牆壁或金屬構件時須用絕緣套管保護；架空線路要注意敷設路徑的安全性和安裝的牢固度；及時檢查發現放電打火的痕跡；及時更換老化線路等等。

(3)低壓配電裝置和大負荷開關安裝滅弧裝置，如滅弧柵、滅弧觸頭、滅弧罩、滅弧絕緣板等。

(4)配電箱、插座、開關等易產生電弧打火的設備附近不要放置易燃物品。

(5)插座和開關等設備應保持完好無損，在潮溼場所應採取防水、防濺措施。

(6)安裝漏電監測與保護裝置，及時發現線路和用電設備的絕緣故障，並提供保護。

三、接觸不良

接觸不良是指導線與導線、導線與電器設備的連接處由於接觸面處理不好，接頭鬆動，造成電阻過大，形成局部過熱的現象。接觸不良也會出現電弧、電火花，造成潛在點火源。

(一)造成接觸電阻過大的原因

造成接觸電阻過大的主要原因有：

(1)電氣接頭表面汙損，接觸電阻增加。

(2)電氣接頭長期運行，產生導電不良的氧化膜，未及時清除。

(3)電氣接頭因振動或冷熱變化的作用，使連接處發生鬆動，氧化。

(4)銅鋁連接處未按規定方法處理，發生電化學腐蝕。

(5)接頭沒有按規定方法連接，連接不牢。

(二)防止接觸不良的措施

防止接觸不良的措施主要有：

(1)導線的各種方式連接均要確保牢固可靠，接頭應具有足夠的機械強度，並耐腐蝕。

(2)銅鋁線連接要防止接觸面鬆動、受潮、氧化。

(3)檢查或檢測線路和設備的局部過熱現象(包括直觀檢查、紅外測溫、熱成像、溫度監測報警系統等手段)，及時消除隱患。

四、烘烤與摩擦

(一)烘烤

電熱器具(如電爐、電熨斗、電熱毯等)，照明燈具，在正常通電的狀態下，相當於一個火源或高溫熱源。當其安裝不當或長期通電無人監護管理時，就可能使附近的可燃物受高溫烘烤而起火。

通常防止高溫烘烤起火的措施主要有：

(1)應根據環境場所的火災危險性來選擇照明燈具，並且照明裝置應與可燃物、可燃結構之間保持一定的距離，嚴禁用紙、布或其他可燃物遮擋燈具。

(2)使用電熨斗必須有人監視，使用時切勿長時問通電，用完後不要忘記切斷電源，並將其放置在專用的架子上自然降溫，防止餘熱引起火災。

(3)使用電熱毯要選擇優良產品，避免在保溫良好的條件下長時問通電，下床後要切斷電源。

(4)電熱設備(電烘箱、電爐等)應設置在不燃材料之上，與周圍可燃物須保持一定的安全距離，導線與電熱元件接線處應牢固，引出線處要採用耐高溫絕緣材料予以保護。

(二)摩擦

發電機和電動機等旋轉電氣設備，轉子與定子相碰或軸承出現潤滑不良、乾枯產生幹磨發熱或雖潤滑正常但出現高速旋轉時，都會引起火災。最危險的是軸承摩擦，軸承磨損後會發出不正常的聲音，引起局部過熱，以致潤滑脂變稀而溢出軸承室，從而使溫度更高。如果軸承球體被碾碎，電動機軸承被卡住，即電機會因過載而被燒燬。

選擇、安裝和運行保護是預防電動機火災的幾個主要方面，忽視任一個方面都可能引起事故，造成火災。因此只有把好每一個環節的關，定期檢查維修，才有可能避免燒燬電動機和由此引起火災事故。

五、接地故障

接地裝置是由接地體和接地線兩部分組成的，其基本作用是給接地故障電流提供一條經大地通向變壓器中性接地點的迴路，也為雷電流和靜電電流構成與大地問的通路。無論哪種電流，當其流過不良的接地裝置時，均會引起火災。

(一)接地故障引起火災的原因

接地故障引起火災的主要原因有：

(1)當絕緣損壞時，相線與接地線或接地金屬物之問漏電，會形成火花放電。

(2)在接地迴路中，因接地線接頭太鬆或腐蝕等，使電阻增加形成局部過熱。

(3)在高阻值迴路流通的故障電流，會沿鄰近阻抗小的接地金屬結構流散。若是向煤氣管道弧光放電，則會將煤氣管擊穿，使煤氣洩漏而著火。

(4)在低阻值迴路，若接地線截面過小，會影響其熱穩定性，使接地線產生過熱現象。

(二)接地故障火災的預防措施

接地故障火災的預防措施主要有：

(1)在接地系統設計時要綜合考慮，確保系統安全。一般在PEN線上不要裝設開關和熔斷器，防止接零設備上呈現危險的對地電壓。

(2)保證接地裝置足夠的載流量和熱穩定性和可靠性連接。

(3)低壓配電系統實行等電位連接對防止觸電和電氣火災事故的發生具有重要作用，等電位連接可降低接地故障的接觸電壓，從而減輕由於保護電器動作失誤帶來的危險。

(4)裝設漏電保護器，將低壓電路的故障利用對地短路電流或洩漏電流而自動切斷電路，從而及時安全的切除故障電路，進一步提高用電安全水平。

六、靜電

靜電是一種處於相對穩定狀態的電荷。它是正、負電荷在局部範圍內失去平衡的結果，具有高電位、低電量、小電流和作用時間短的特點。靜電放電產生的電火花，往往成為引火源，造成火災。

(一)引起靜電火災的條件

大量實驗表明，只要同時具備以下四個充分和必要條件時，就會引起靜電火災或爆炸事故。

(1)周圍和空間必須有可燃物存在；

(2)具有產生和累積靜電的條件。其中包括物體自身或其周圍與它相接觸物體的靜電起電的條件；

(3)靜電累積起足夠高的靜電電位後，必將周圍的空氣介質擊穿而產生放電，構成放電的條件；

(4)靜電放電的能量大於或等於可燃物的最小點火能量。

(二)防止靜電的基本措施

根據形成靜電火災的基本條件，若控制任意一條件，則會防止靜電火災事故。

1．控制靜電場合的危險程度

(1)用非可燃物取代易燃介質(在清洗機器設備的零件時和在精密加工去油過程中，用非燃燒性的洗滌劑取代煤油或汽油，會減少靜電危害的可能性)；

(2)降低爆炸混合物在空氣中的濃度；

(3)減少氧含量或採取強制通風措施(減少空氣中的氧含量可使用惰性氣體，在一般的條件下，氧含量不超過8％時就不會使可燃物引起燃燒和爆炸。一旦可燃物接近爆炸濃度時採用強制通風的辦法，使可燃物被抽走，新空氣得到補充，則不會引起事故)。

2．減少靜電荷的產生

(1)正確地選擇材料(選擇不容易起電的材料、根據帶電序列選用不同材料、選用吸溼

性材料)；

(2)改革工藝的操作方法、操作程序等；

(3)降低摩擦速度和流速；

(4)減少特殊操作中的靜電；

(5)減少靜電荷的積累(增加空氣的相對溼度、採用抗靜電添加劑、採用靜電消除器防

止帶電)；

(6)防止人體靜電(人體接地、防止穿衣和佩帶物帶電)。

七、雷電

雷電是自然界的一種複雜放電現象。帶著不同電荷的雷雲之問或雷雲與大地之問的絕緣(空間)被擊穿，會產生放電現象。當地面上的建築物和電力系統內的電氣設備遭受直接雷擊或雷電感應時，其放電電壓可達數百萬伏到數千萬伏，電流達幾十萬安培，遠遠大於發、供電系統的正常值。雷電的破壞性極大，不僅能擊斃人畜，劈裂樹木，擊毀電氣設備，破壞建築物及各種設施，還能引起火災和爆炸事故。

(一)雷電的危害

雷電有以下三方面的破壞作用：

1．電效應

電效應主要是雷電產生的數百萬伏乃至更高的衝擊電壓，有可能擊毀電氣設備的絕緣，燒斷電線或劈裂電杆，造成大規模停電；絕緣損壞還可能引起短路，導致火災或爆炸事故，巨大的雷電流流經防雷裝置時會造成防雷裝置的電位升高，這樣的高電位同樣可以作用在電氣線路、電氣設備或其他金屬管道上，它們之間會產生放電。這種接地導體由於電位升高，而向帶電導體或與地絕緣的其他金屬物放電的現象，叫做反擊。反擊能引起電氣設備絕緣破壞，造成高壓竄入低壓系統，可能直接導致接觸電壓和跨步電壓造成嚴重事故，可使金屬管道燒穿，甚至造成易燃易爆物品著火和爆炸。

2．熱效應

熱效應主要是雷電流通過導體，在極短的時間內轉換成大量的熱能，造成易爆品燃燒或造成金屬熔化飛濺而引起火災或爆炸事故。

3．機械效應

機械效應是指巨大的雷電流通過被擊物時，使被擊物縫隙中的氣體劇烈膨脹，縫隙中的水分也急劇蒸發為大量氣體，因而在被擊物體內部出現強大的機械壓力，致使被擊物體遭受嚴重破壞摧毀。

(二)防雷的主要安全措施

1．防直擊雷的措施

防直擊雷的措施主要有：設避雷針或避雷線、帶(網)，使建築物及突出屋面的物體均處於接閃器的保護範圍內。完整的一套防雷裝置是由接閃器、引下線和接地裝置三部分組成。接閃器是專門直接接受雷擊的金屬導體，利用其高出被保護物的突出位置，把雷電引向自身，然後通過引下線和接地裝置，把雷電流導人大地，使被保護物免受雷擊。避雷針、避雷線、避雷網和避雷帶實際上都是接閃器。引下線是連接接閃器與接地裝置的金屬導體，應滿足機械強度、耐腐蝕和熱穩定性的要求。接地裝置包括接地線和接地體，是防雷裝置的重要組成部分。

2．防雷電感應的措施

由於雷電影響，在距直接雷擊處一定範圍內，有時會產生“靜電感應”所引起的電荷放電現象。為了避免雷電所引起的靜電感應作用而形成的火花放電，必須將被保護物的一切金屬部分可靠接地。同時為避免雷電電磁感應的危害，應將屋內的金屬迴路連接成一個閉合迴路(接觸電阻越小越好)，形成靜電屏蔽。

3．防雷電波(流)侵入的措施

為了防止雷電的高電壓沿架空線侵入室內，除了在供電系統中加強過電壓保護外，最簡單的方法是將線路絕緣瓷瓶的鐵腳接地。在居住的房屋中如果有電視機或收音機的天線，要防止由天線引進的雷電高壓電，應裝避雷器或裝一個防雷用的轉換開關，在雷雨即將來臨前，將天線轉換到接地體上，使雷電流瀉人大地中。

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